Hukum Coulomb memberikan cara untuk kita menghitung hasil interaksi antara dua muatan listrik. Berdasar prinsip ini, gaya listrik antara dua benda bermuatan sebanding dengan perkalian nilai muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Hal ini bisa diungkapkan dengan rumus:
F = k * |q1 * q2| / r^2
Dimana:
- F adalah gaya listrik,
- k adalah konstanta Coulomb (8.99 x 10^9 N m^2/C^2),
- q1 dan q2 adalah nilai muatan listrik (dalam Coulomb),
- dan r adalah jarak antara dua muatan (dalam meter).
Pada kasus yang dibahas dalam artikel ini, kita mengetahui bahwa pada jarak awal 2 cm (0.02 m), besar gaya listrik antara dua muatan tersebut adalah 420 N. Namun, apa yang akan terjadi jika jarak antara kedua muatan tersebut diubah menjadi 4 cm (0.04 m)?
Menurut hukum Coulomb sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, ketika jarak antara dua muatan diperbesar, maka besar gaya listrik antara kedua muatan tersebut seharusnya mengecil. Hal ini disebabkan oleh adanya istilah r^2 dalam rumus hukum Coulomb, yang berarti bahwa gaya listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua muatan.
Dalam hal ini, jarak antara dua muatan diperbesar dua kali lipat dari 2 cm menjadi 4 cm. Dengan memasukkan nilai ini ke dalam rumus hukum Coulomb, kita dapat melihat bahwa besar gaya listrik seharusnya menjadi seperempat (1/4) dari nilai awal, karena kuadrat dari dua (perubahan jarak) adalah empat.
Secara matematis, ini dapat dihitung sebagai berikut:
F’ = F * (r1/r2)^2
F’ = 420 N * (2 cm / 4 cm)^2
F’ = 420 N * (0.5)^2
F’ = 420 N * 0.25
F’ = 105 N
Dengan demikian, besar gaya listrik antara dua muatan tersebut ketika jaraknya diubah menjadi 4 cm adalah 105 N. Ini menunjukkan bahwa besar gaya listrik memang berkurang secara signifikan seiring dengan peningkatan jarak di antara muatan tersebut.
